Кабели плоские одножильные
Кабели плоские одножильные: конструкция, стандарты, применение и монтаж
Плоские одножильные кабели представляют собой специализированный класс кабельно-проводниковой продукции, характеризующийся геометрией, в которой все токопроводящие жилы расположены в одной плоскости. Данная конструкция обеспечивает ряд эксплуатационных преимуществ, делая их незаменимыми в ряде отраслей промышленности и энергетики. В отличие от круглых многожильных кабелей, плоская конфигурация оптимизирована для прокладки в стесненных условиях, на поверхностях оборудования, в кабельных каналах и лотках с максимальным использованием пространства.
Конструктивные особенности и материалы
Конструкция плоского одножильного кабеля является многослойной и строго регламентированной. Каждый элемент выполняет критически важную функцию.
- Токопроводящая жила: Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки. Для гибких применений (например, в подвижных консолях станков) жила выполняется из множества тонких проволок (классы гибкости 5 и 6 по ГОСТ 22483). Для стационарной прокладки может использоваться однопроволочная жила (класс 1). Сечение жилы определяется расчетной токовой нагрузкой и варьируется от 0.75 до 240 мм² и более.
- Изоляция жилы: Каждая отдельная жила покрыта слоем полимерной изоляции. Основные материалы:
- Поливинилхлорид (ПВХ): Наиболее распространен. Обладает хорошими диэлектрическими свойствами, стойкостью к агрессивным средам, не поддерживает горение. Рабочие температуры: от -50°C до +70°C.
- Сшитый полиэтилен (XLPE): Применяется для кабелей на более высокое напряжение (до 1 кВ и выше). Отличается повышенной термостойкостью (до +90°C в продолжительном режиме), стойкостью к токам короткого замыкания и лучшими диэлектрическими характеристиками.
- Резина на основе этиленпропиленового каучука (EPR): Обеспечивает исключительную гибкость, стойкость к изгибам и вибрациям. Применяется в гибких силовых кабелях для подвижного подключения.
- Скрутка (если применимо): В некоторых типах кабелей изолированные жилы могут быть слегка скручены относительно центральной оси, после чего обжаты для придания плоской формы. Это улучшает механическую стабильность и гибкость кабеля.
- Оболочка: Внешний защитный слой, объединяющий все жилы в единую ленточную конструкцию. Материал оболочки определяет основные эксплуатационные свойства кабеля: стойкость к маслам, бензину, УФ-излучению, температуре, механическим воздействиям. Применяются ПВХ, полиуретан (PUR), термоэластопласт (TPE). Оболочка может иметь продольную полосу-риску для облегчения разделки.
- ГОСТ 31996-2012: Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66, 1 и 3 кВ. Определяет общие технические условия, включая требования к плоским кабелям.
- ГОСТ Р 53769-2010 (МЭК 60502-1:2004): Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение от 1 кВ до 30 кВ. Важен для кабелей среднего напряжения.
- ТУ 16.К71-335-2004: Технические условия на кабели гибкие силовые с резиновой изоляцией в оболочке из поливинилхлоридного пластиката плоской конструкции (типы КГ-ХЛ, КПГ-ХЛ и аналоги).
- Международные стандарты: IEC 60227, IEC 60245, VDE 0281, VDE 0282, HAR.
- Промышленное оборудование: Подключение станков с ЧПУ, промышленных роботов, конвейерных линий, силовых шкафов. Плоская форма идеальна для прокладки в кабельных цепях (каретках), по подвижным элементам.
- Энергоснабжение: Прокладка в кабельных лотках и коробах, где плоский кабель позволяет уложить большее сечение на единицу площади, улучшая теплоотвод и облегчая монтаж.
- Судостроение и морская техника: Используются специальные кабели в маслостойкой и не поддерживающей горение оболочке, стойкие к соленой воде и грибкам.
- Крановое и подъемное оборудование: Гибкие плоские кабели (типа КГ-ХЛ плоский) применяются для питания передвижных тележек мостовых кранов, кран-балок.
- Внутренняя разводка: Провода типа ПВС используются для подключения бытовых приборов, удлинителей, временных электросетей.
- Экономия пространства: Минимальная высота укладки.
- Улучшенный теплоотвод: Большая поверхность охлаждения по сравнению с круглым кабелем аналогичного сечения.
- Удобство монтажа и фиксации: Легко крепятся стандартными хомутами, скобами, липучками. Не скручиваются.
- Упрощенная разделка: Жилы расположены в один ряд, что упрощает заделку в клеммники.
- Гибкость в одной плоскости: Оптимально для шарнирных и рельсовых систем.
- Минимальный радиус изгиба: Определяется конструкцией жилы и изоляции. Для гибких кабелей с многопроволочной жилой он обычно составляет 5-10 наружных габаритов (ширины) кабеля. Для кабелей с однопроволочной жилой – не менее 10-15 габаритов. Точное значение указывается в ТУ на конкретный кабель.
- Крепление: Рекомендуется использовать перфоленту, кабельные хомуты с плоским основанием, монтажные скобы. Крепление должно осуществляться с равномерным шагом (200-400 мм) без перетягивания, чтобы не деформировать оболочку.
- Подвижный монтаж: При использовании в кабельных цепях (энергоцепях) необходимо соблюдать рекомендации производителя цепи по минимальному радиусу изгиба, допустимой нагрузке и способу укладки (свободная, зажатая).
- Термические воздействия: При групповой прокладке необходимо вводить понижающие коэффициенты на токовую нагрузку, аналогично круглым кабелям. Плоская форма может улучшать теплоотвод при одиночной прокладке, но ухудшать его в плотных пучках.
- Защита от внешних воздействий: При наружной или агрессивной прокладке необходимо использовать кабельные короба, лотки или гофротрубы, обеспечивающие защиту от УФ-излучения, механических повреждений и химикатов.
Ключевые стандарты и маркировка
Производство и применение плоских одножильных кабелей в РФ регулируется национальными и международными стандартами.
Маркировка кабеля наносится на оболочку и включает: товарный знак завода-изготовителя, марку кабеля, число и номинальное сечение жил, номинальное напряжение, год изготовления, стандарт. Пример: ПВС 3х1.5 – провод плоский, в виниловой оболочке, соединительный, 3 жилы сечением 1.5 мм².
Области применения и преимущества
Плоские одножильные кабели нашли широкое применение благодаря своим конструктивным особенностям.
Преимущества перед круглыми кабелями:
Технические характеристики и таблицы выбора
Основные параметры, которые необходимо учитывать при выборе плоского одножильного кабеля.
Таблица 1. Допустимые длительные токовые нагрузки для плоских кабелей с ПВХ изоляцией (пример для +70°C, прокладка в воздухе)
| Сечение жилы, мм² | Медная жила, А | Алюминиевая жила, А |
|---|---|---|
| 1.5 | 23 | — |
| 2.5 | 30 | 24 |
| 4 | 41 | 32 |
| 6 | 50 | 40 |
| 10 | 80 | 55 |
| 16 | 100 | 75 |
Таблица 2. Сравнение свойств материалов оболочки
| Материал оболочки | Гибкость | Стойкость к маслам | Стойкость к истиранию | Температурный диапазон | Основное применение |
|---|---|---|---|---|---|
| ПВХ (PVC) | Средняя | Ограниченная | Средняя | -30°C … +70°C | Стационарная прокладка, внутренние сети |
| Полиуретан (PUR) | Высокая | Отличная | Очень высокая | -40°C … +90°C | Промышленная автоматизация, робототехника |
| Хладостойкий ПВХ (PVC-ХЛ) | Хорошая при низких температурах | Ограниченная | Средняя | -50°C … +70°C | Холодные цеха, наружная прокладка в умеренном климате |
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж плоских кабелей требует учета их геометрии и механических свойств.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальное отличие плоского кабеля от круглого, кроме формы?
Принципиальные отличия заключаются в конструкции укладки жил и, как следствие, в распределении электромагнитного поля. В симметричном круглом кабеле поле распределено равномерно. В плоском кабеле индуктивность и емкость между жилами могут различаться в зависимости от их взаимного расположения (крайние/центральные). Это важно для высокочастотных применений. Для силовых цепей на 50/60 Гц это отличие несущественно, но влияет на удобство монтажа и теплоотвод.
Можно ли использовать плоский кабель для стационарной прокладки в земле?
Как правило, плоские кабели общего назначения не предназначены для прямой прокладки в земле (траншее) из-за недостаточной механической защиты оболочки от давления грунта и точечных нагрузок. Для подземной прокладки должны использоваться бронированные кабели (например, с ленточной броней), которые редко выпускаются в плоском исполнении. Плоский кабель может быть проложен в земле только внутри защитной трубы или короба с последующей засыпкой.
Как правильно выбрать сечение плоского кабеля для подвижного применения?
Для подвижного применения выбор сечения осуществляется не только по токовой нагрузке, но и с учетом механических требований. Слишком большое сечение многопроволочной жилы может снизить гибкость и увеличить усталостный изгиб. Необходимо:
1. Рассчитать токовую нагрузку с учетом режима работы (ПВ%).
2. Выбрать кабель с классом гибкости не ниже 5.
3. Убедиться, что его минимальный радиус изгиба соответствует параметрам кабельной цепи или трассы.
4. Проверить стойкость оболочки к истиранию (материал PUR предпочтительнее PVC).
Допускается ли совместная прокладка плоских силовых и контрольных кабелей в одном лотке?
Совместная прокладка допускается с соблюдением требований ПУЭ (Глава 2.1). Силовые кабели на напряжение до 1 кВ можно прокладывать с контрольными кабелями, но рекомендуется разделять их перегородкой в лотке или коробе. Если разделительной перегородки нет, то расстояние между группами кабелей должно быть не менее 100 мм, либо контрольные кабели должны быть защищены от наводок (экран, броня). При этом плоская форма не дает преимуществ в данном контексте, правила общие.
Как маркируются жилы в плоском кабеле?
Маркировка может осуществляться несколькими способами: цветовой окраской изоляции жил (в соответствии с ГОСТ 31996 – для PE: желто-зеленый – земля, голубой – нейтраль, коричневый/черный – фаза); нанесением цифровой или буквенной маркировки на изоляцию; либо цветом всей изоляции жилы. В плоских кабелях часто используется последовательная цветовая маркировка изоляции жил для облегчения идентификации при разделке.
Существуют ли экранированные плоские кабели?
Да, существуют. Экранирование может быть общим для всех жил (оплетка из медных луженых проволок или сплошная алюмополимерная лента) или индивидуальным для каждой жилы. Экран обеспечивает защиту от электромагнитных помех (ЭМП) как излучаемых кабелем, так и поступающих извне. Такие кабели применяются в системах автоматизации, для подключения частотных преобразователей, датчиков, в медицинском оборудовании. Экран требует обязательного заземления с двух сторон.